Description
Le Télémètre à ultrasons est un capteur qui utilise le son ultrasonique pour l'écholocation afin de mesurer la distance entre le capteur et l'objet sur lequel le son est réfléchi. Le télémètre est l'un des capteurs de la série 3 fils. Il dispose de deux câbles à 3 fils. Il y a un câble « Sortie » noir, rouge et orange qui envoie l'alimentation à un haut-parleur de 40 KHz ; et un câble « Entrée » noir, rouge et jaune qui renvoie un signal depuis son récepteur de microphone haute fréquence. (Remarque : la plage auditive normale se situe généralement entre 0,02 KHz et 20 KHz, le son produit par ce capteur doit donc être bien supérieur à ce que la plupart des gens peuvent entendre.)
Les capteurs à 3 fils sont compatibles avec le V5 Robot Brain ou le Cortex. Leurs câbles de capteur peuvent être rallongés à l'aide de câbles d'extension à 3 fils .
Pour que le télémètre à ultrasons fonctionne avec le V5 Brain, les deux câbles du capteur doivent être entièrement insérés dans les ports à 3 fils du V5 Brain. Le câble de sortie doit être branché sur un port à 3 fils et le câble d'entrée doit être branché sur le port à 3 fils consécutif suivant.
Par exemple, le câble (noir, rouge et orange) étiqueté « OUTPUT » sur le capteur peut être branché sur le port 3 fils A, puis le câble (noir, rouge et jaune) étiqueté « INPUT » devra être branché. être branché sur le port à 3 fils B.Remarque : seules des paires de ports spécifiques fonctionneront (AB, CD, EF et GH).
Le télémètre à ultrasons est inclus dans le kit de capteur avancé et peut également être acheté ici.
| Télémètre | Deux ports à 3 fils |
Comment fonctionne le télémètre à ultrasons
Le capteur ultrasonique Range Finder permet à un robot de détecter les obstacles sur son chemin en utilisant des ondes sonores à haute fréquence. Le capteur émet une onde sonore de 40 KHz qui rebondit sur une surface réfléchissante et retourne au capteur. Ensuite, en utilisant le temps nécessaire à l’onde pour revenir au capteur, la distance jusqu’à l’objet peut être calculée.
La portée utilisable du télémètre est comprise entre 1,5" (3,0 cm) et 115" (300 cm). Lorsque le capteur tente de mesurer un objet à moins de 1,5", le son résonne trop rapidement pour que le capteur puisse le détecter et bien au-delà de 115", l'intensité du son est trop faible pour être détectée.
Les propriétés des ondes sonores affectent cette plage. Par exemple, si l'objet détecté n'a pas de surface dure (comme les gros cubes en tissu utilisés dans le jeu VRC 2016-2017, Star strike), les ondes sonores peuvent être absorbées et le capteur peut ne pas renvoyer une lecture précise. .
De plus, si l'objet détecté est sphérique comme une balle ou a une forme irrégulière, les ondes sonores peuvent être dispersées et provoquer le renvoi d'une large plage de valeurs par le capteur. Cependant, le télémètre à ultrasons fournit une mesure précise et utile lorsqu'il est utilisé pour mesurer la distance par rapport à une surface dure et plane.
Le télémètre à ultrasons doit être associé à un langage de programmation tel que VEXcode V5ou VEXcode Pro V5 pour créer un programme utilisateur permettant au cerveau d'utiliser la valeur de distance du capteur pour contrôler le robot. Le télémètre peut mesurer la distance en pouces ou en millimètres.
Utilisations courantes d'un télémètre à ultrasons :
Un télémètre à ultrasons est un type de capteur de proximité, ce qui signifie qu'il peut détecter un objet sans le toucher. Cela signifie que le capteur peut détecter un obstacle sur le chemin du robot avant de le heurter. Voici quelques exemples d’utilisation d’un télémètre à ultrasons :
Évitement d'obstacles : Grâce à la détection précoce d'un objet, un robot peut être programmé pour s'arrêter ou tourner pour éviter l'obstruction, que cet obstacle soit un élément de terrain, une pièce de jeu ou un autre robot.
Les télémètres à ultrasons sont utilisés par de nombreuses voitures pour détecter des objets sur leur trajectoire et alerter le conducteur ou prendre des mesures d'évitement.
Contrôle gestuel : Une activité intéressante en classe consiste à orienter le télémètre à ultrasons de manière à ce qu'une main puisse être déplacée dans une certaine distance du capteur. Lorsque le robot détecte ce mouvement, il peut modifier son comportement. Par exemple, cela pourrait être utilisé comme un événement dans lequel le robot ne bougera pas jusqu'à ce qu'une main soit passée au-dessus du capteur. La plupart des jeux de robotique ont des règles spécifiques interdisant ce type d'interaction humaine avec le robot pendant la période autonome du match.
Navigation : Un télémètre à ultrasons peut être utilisé pour une boucle de contrôle de rétroaction afin de contrôler le comportement du robot. Il peut s'agir de comportements tels que s'éloigner d'une certaine distance d'un mur et s'arrêter, se déplacer d'une certaine distance vers un mur puis se tourner pour voyager dans une direction différente, ou s'arrêter à la bonne distance d'un objet pour qu'un bras et une griffe soient juste à côté. la bonne position pour ramasser l'objet.
Lorsqu'un robot utilise un télémètre à ultrasons pour naviguer, il peut être utile d'utiliser une commande à rétroaction proportionnelle. Cela signifie que l'erreur (la différence entre la distance cible du robot et sa distance réelle) est utilisée pour ajuster le pourcentage de puissance transmise à la transmission.
Cela provoque le ralentissement du robot à mesure qu'il se rapproche de la distance souhaitée (car l'erreur est plus petite) jusqu'à ce qu'il atteigne la distance cible spécifiée et s'arrête. Cette technique aidera le robot à ne pas dépasser la distance cible, ce qui peut se produire si sa vitesse de déplacement est trop rapide.
Utilisations des télémètres à ultrasons sur un robot de compétition :
Les télémètres à ultrasons peuvent être extrêmement utiles lorsqu’ils sont utilisés sur un robot de compétition. En plus de l'évitement d'obstacles et de la navigation déjà mentionnés, une paire de télémètres peut être montée sur le robot pour certains comportements avancés. Ces deux capteurs devront être montés du même côté du robot et séparés par une distance, par exemple en les plaçant sur des coins opposés du côté d'un châssis.
Orientation et ciblage : Lorsque deux télémètres à ultrasons sont montés avec une distance entre eux, ils peuvent chacun mesurer les deux distances jusqu'au mur d'enceinte du champ ou à d'autres éléments de champ plat. En utilisant la distance définie entre les capteurs et toute différence entre les deux distances mesurées, le V5 Brain peut calculer l'angle d'orientation du robot par rapport au mur.
Ces mesures peuvent être utilisées pour ajuster l'angle du robot avant qu'il ne commence sa prochaine étape du chemin autonome, ou elles peuvent être utilisées pour cibler et ajuster un manipulateur de lancement comme un volant d'inertie avant qu'il ne tire sa pièce de jeu.
Vérification secondaire : En utilisant la même technique que celle décrite pour l'orientation et le ciblage, deux télémètres à ultrasons peuvent être utilisés pour mesurer l'angle du robot. Dans ce cas, l'angle peut être utilisé pour vérifier la lecture d'une mesure d'un capteur primaire (tel qu'un capteur gyroscopique/inertiel) en un point spécifié au cours d'un trajet autonome complexe.
Si les télémètres indiquent que le robot a dérivé de son orientation prévue, le robot peut être ajusté et recalibré à l'aide des lectures des deux télémètres avant de poursuivre sa trajectoire en utilisant le capteur principal.
Qu'un télémètre à ultrasons soit utilisé pour un comportement simple tel que s'arrêter à 10" du mur d'enceinte ou pour une fonction très complexe comme tirer avec précision une balle pour frapper un drapeau depuis l'autre côté du terrain de jeu, les propriétés des ondes sonores qui en sont la base. de la mesure du capteur doivent être pris en compte. En d’autres termes, lorsque vous mesurez des distances sur des surfaces rondes, de forme irrégulière ou absorbantes molles, ne vous attendez pas à ce que les valeurs du télémètre à ultrasons soient cohérentes ou précises.
Comme pour la plupart des capteurs, les télémètres à ultrasons sont utilisés principalement pendant la partie autonome d'un match. Cependant, avec un peu de créativité, les meilleures équipes peuvent utiliser des capteurs pour améliorer le contrôle du robot par leur pilote.